44% dari apa yang mencapai bumi adalah radiasi aktif fotosintesis (PAR), meskipun ada perbedaan antara daerah dan kutub yang menerima radiasi lebih sedikit daripada daerah tropis. Jumlah PAR yang diserap tanaman bergantung pada indeks luas daun dan kapasitas fotosintesisnya. Indeks luas daun adalah proyeksi luas daun total tanaman di tanah. LAI optimal untuk penyerapan biasanya bervariasi antara 4 dan 6 meter persegi daun / meter persegi tanah pada spesies berdaun lebar dan 6-10 meter persegi daun / meter persegi tanah pada tumbuhan runjung. Di atas nilai-nilai ini ada naungan diri yang kuat dan respirasi lebih besar daripada fotosintesis. Jumlah PAR yang diserap sekitar 10-20% dari total PAR yang ada, paling banyak 30%.
Kemudian, radiasi cahaya diubah menjadi bahan organik. Hubungan antara konversi radiasi cahaya menjadi bahan organik dan jumlah radiasi cahaya biasanya bersifat lengkung. Dalam hubungan ini, titik kompensasi adalah jumlah radiasi cahaya di atas yang keseimbangan fotosintesisnya positif; dan titik jenuh adalah jumlah radiasi cahaya di atas mana tanaman mulai mengalami kerusakan pada sistem fotosintesis karena kelebihan cahaya dan suhu. Pada umumnya tanaman C3 cenderung memiliki titik jenuh yang lebih rendah dibandingkan dengan C4.
Mengenai suhu , hubungannya dengan produktivitas primer bersih adalah sigmoid. Pada prinsipnya, semakin tinggi suhu, semakin tinggi laju fotosintesis, tetapi dengan meningkatnya suhu, laju respirasi juga meningkat. Respirasi, dari 20 ° C, meningkat secara eksponensial, dan laju fotosintesis sedikit meningkat. Untuk alasan ini, dari 20 ° C produktivitas primer bersih mulai stabil. Jika suhu sangat tinggi, stres termal terjadi dan produktivitas primer bersih turun banyak.
Hubungan antara curah hujan dan produksi bahan kering bersifat lengkung. Alasan mengapa batas air adalah:
– Dalam pertukaran gas, saat menyerap CO2, air hilang. Jika air adalah sumber daya yang terbatas, tanaman menutup stomata dan akibatnya perolehan CO2 untuk fotosintesis berkurang.
– Rendahnya ketersediaan air merupakan faktor utama yang membatasi indeks luas daun tanaman. Jika tanaman memiliki indeks luas daun yang tinggi, ini berarti mereka kehilangan banyak air. Oleh karena itu, dalam ekosistem di mana air membatasi, indeksnya rendah.
Beberapa penulis lebih suka berbicara tentang evapotranspirasi potensial daripada ketersediaan air. Konsep ini menyatakan laju laju teoritis maksimum di mana air menguap di atmosfer, dan itu tergantung pada jumlah curah hujan dan suhu. Evapotranspirasi potensial yang lebih tinggi berarti tekanan air yang lebih tinggi, dan evapotranspirasi potensial yang lebih rendah berarti ketersediaan air yang lebih tinggi.